發布日期：2022-05-20 點擊率：80
引言
近年來，隨著我國經濟不斷增長，機動車保有量和出行率均大幅度提高，急劇增長的、多樣化的、時變的交通需求是造成交通擁擠程度不斷增加和擁擠區域迅速擴大的直接原因。然而有限的土地資源和其它制約因素使得道路設施的建設無法滿足不斷增長的交通需求。因此，對交通信號控制的適應性、智能化提出了更高的要求。中國的汽車保有量已經超過8000萬輛以上，僅2010年的增量超過1800萬輛，已成為全球最大的汽車市場。汽車經常是運動的，對它的管理難度大，并且隨著數量的不斷增加，對它的管理難度成倍的增加，傳統的管理方法已經越來越難以適應不斷變化的需求，需要采用新技術新手段來解決新的問題。
一、RFID在車輛交通管理中的應用需求
1、特殊車輛的監管要求。比如，客貨運車輛的管理，尤其是渣土車的管理，由于車牌嚴重污損，有些素質不高的司機常常違章行駛，甚至肇事逃逸。
2、治安管理的要求。比如，出現刑事案件或車輛被盜槍等，需要及時排查和跟蹤有關人員和車輛。
3、路橋收費的要求。現在很多路橋都是貸款修建的，為了體現公平原則，誰使用誰付費，所以都是采用現用現付的方式，但當車流量很大時，目前這種停車收費的方式社會成本很高。還有高速公路網絡復雜時如何識別車輛行駛路徑的問題。
4、解決城市核心區車輛擁堵的要求?，F在所有大城市的核心區都存在車輛擁堵的問題，解決的方法就是要用智能交通科技與經濟的手段來調節車流量。
5、門禁控制的要求。比如，某單位或小區內常住車輛和臨時車輛進出管理的要求。
6、車輛管理部門的要求。比如，逾期未年檢的車輛，未繳納強制保險的車輛等。
7、公交優先RFID智能信號燈系統中，動態車流量檢測的要求。
所有這些要求，最終都歸結為一個要求：那就是如何能夠適應各種情況下快速、準確地識別所監控的車輛的身份?，F在所采用的是視頻采集加模式識別的方法，但由于視頻質量的好壞受環境光線影響很大，尤其是夜間和雨雪天氣，這樣就嚴重影響識別的效果。
二、RFID技術的選擇
RFID技術是一種無線射頻識別技術，最基本的RFID系統由電子標簽（或簡稱標簽）、標簽讀寫器（或簡稱讀寫器也有叫讀頭）和天線組成。簡單地說，它是通過無線電波實現讀寫器和標簽之間的信息交換，從而達到識別標簽所附著的物體的目的。
從電子標簽是否帶有電源供電來分，RFID分為有源系統和無源系統；從所使用的無線電波的工作頻率來分，可以分為低頻（130KHz）、高頻（13.56MHz）、超高頻（900MHz）和微波（2.4GHz）頻段。
有源RFID的優勢是識別距離遠、讀寫器功率小，缺點是成本高、需維護、遠距離識別時定向性差；無源RFID的優勢是成本低、免維護、遠距離識別時定向性好，缺點是距離近、讀寫器功率大。無線電波頻率越高，數據通信速率越高，但電波越容易受到阻擋（或者說繞射性越差）。
綜合多方面的因素，包括識別距離、識別方向性、綜合成本、可維護性、安裝方便性等，我們認為選擇超高頻無源RFID系統作為大范圍車輛管理用是最合適的。
1、RFID電子標簽的要求
前面已經說明了采用超高頻無源RFID系統作為大范圍車輛管理用的一種技術，以下內容是針對此技術的。對于標簽來說，有些人提出了很多方面的要求，但有些要求是只考慮了一方面，沒有綜合考慮其它方面的要求，我們經過認真研究，最終認為，如下幾個方面的要求是必須的，也是比較合理的。
(汽車玻璃貼電子標簽)
（1、）要保證標簽內身份號碼（ID號）的唯一性，這一點是需要技術和管理手段共同實現的。技術上保證克隆ID號有一定的門檻，管理上保證克隆是非法的行為。
?。?、）保證最高車速時能夠可靠讀取數據（可靠識別），這是通過專門設計、安裝等綜合處理來保證的。
?。?、）保證多車道、多車型、自由流情況下所有車輛的可靠識別，這是需要綜合考慮通信協議、信號處理、安裝方案等多方面的因素才能實現的。
?。?、）安裝后，不影響駕駛安全，不影響車輛性能。不易受車內人為阻擋和干擾，從而影響讀取性能。
?。?、）從車外看，標簽顏色和安裝位置醒目，便于和視頻識別配合。
?。?、）安裝簡單牢靠，保證6年以上使用壽命，這個生命周期要求也可以更長。
?。?、）安裝位置不易積水、積灰、積雪，不易受損。
?。?、）能夠盡可能適用所有類型的車輛。免維護或維護簡單方便。
在保證上述要求的前提下，可以考慮一些特殊應用要求的滿足，比如，增加一定的信息存儲空間，滿足在靜止狀態下的讀取。
2、RFID讀寫器的要求
VANCH?高性能RFID讀寫器
讀寫器是RFID系統的關鍵設備，也是最復雜的設備，對RFID讀寫器的使用要求主要可以歸納為如下幾點：
?。?、）射頻功率可以自動調節，最高允許長期運行的出口功率應該大于36dBm。
（2、）留有多種傳感器接口，目的是適應不同用環境的需要。(VANCH?高性能RFID讀寫器)
（3、）讀寫標簽的可靠性距離留有40%以上的余量，以抗擊不可知的環境干擾。
?。?、）能夠滿足單向四車道高速公路自由流可靠讀取的要求。
?。?、）具有串口、以太網口等數據接口。
?。?、）具有故障自動診斷和服務等級控制功能，以便在某些情況下保證基本讀取功能。
?。?、）具備遠程控制和軟件升級功能。
?。?、）具備一定的數據存儲能力（可選）。
?。?、）具備長期不間斷運行的可靠性要求。
其它具體性能指標要求主要根據國家相關標準確定，功能性的要求可以根據實際需要定制，主要由軟件實現。
3、RFID天線的要求
天線看上去簡單，實際上非常重要，因為它是信號收發的載體，它的性能好壞直接影響最終效果。從技術指標來說，主要有增益、半功率角和電壓駐波比等，但通帶增益的平坦性（或者叫一致性）和接口阻抗的一致性是非常重要的，這些往往比一般移動通信要求高的多。
12dbi RFID天線
4、RFID空中接口協議的選擇
目前，在國際上900MHz無源RFID系統主要有三種空中接口協議，分別是ISO-18000-6B，ISO-18000-6C和IPX。
4.1、ISO-18000-6B協議出來比較早，它規定標簽有一個唯一的64位（64bits）ID號，芯片出廠時寫好無法修改，讀取ID號效率最高，芯片也可以有用戶數據存儲空間，但讀寫用戶數據區的內容時必須先讀出該標簽的ID號，再對指定ID號的標簽進行用戶數據讀寫，它的標簽數據上傳速率只有40Kbps，碰撞仲裁機制是二進制樹搜索算法，效率低。
4.2、ISO-18000-6C協議是在EPC C1G2基礎上提出來的，它的存儲區分為EPC（產品電子編碼）區、TID（標簽ID區）、PASSWORD（密碼區）和用戶區（有些廠家的芯片沒有此區）。其中，TID區是芯片出廠時寫好的，其它都是后寫的，它讀取EPC區效率最高，EPC區域的長度從16比特到496比特可變，一般是96比特，讀寫其它區域時必須先讀取EPC區。它的標簽數據上傳速率為40——640Kbps，是可變的，根據讀寫器的處理能力確定，碰撞仲裁機制是Aloha算法，效率較高。
4.3、IPX協議和上述兩種協議有很大的區別在于它是采用TTF（ITF）方式，也就是叫“標簽先講”的方式，而前面兩種協議都是RTF方式，也就是叫“讀寫器先講”的方式。它的優勢是在單個標簽的情況下讀取速度非?？臁Ｋ胁煌俣鹊陌姹荆罡?56Kbps，有唯一的64比特ID號，
也有用戶區。防碰撞算法采用改進的Aloha算法。
總結，以上三種協議各有特色，6C協議綜合性能最好，但由于EPC碼是可以現場寫的，所以容易被復制，最好是向芯片廠家定制一種私有協議，但這個成本較高，
安裝有RFID系統的車道
如果是大范圍應用的話還是可以考慮的。如果選用6B協議，則可以滿足所有門禁和車道中間有隔離的各種收費需求，但很難滿足多車道自由流的應用；如果選用6C協議，通過車輛的其它信息和EPC碼的關聯性來保證其唯一性，而且這樣可以制定統一的編碼規范，便于大范圍應用時的快速識別，主要靠立法來解決非法復制的問題；如果選用IPX協議，其優勢是適合高速路段車流量不是很大的情況，而在多車道大流量的情況下其碰撞解決機制的能力難以滿足要求。
5、RFID與視頻技術的配合
由于大范圍應用RFID技術來解決車輛管理問題是需要很長一段實施期的，也就是說，在很長時間內有無電子標簽的車輛會同時存在的，同時也是為了在出現問題時便于人工識別，一般在設置RFID系統采集車輛信息的地方都要配置相應的視頻采集設備作為補充。
三、車輛RFID智能管理系統組成
系統主要由數據采集系統（RFID讀寫器、天線、RFID電子標簽）、數據傳輸系統（3G網絡路由器、無線HUB、工控電腦等）、基于B/S架構的后臺管理軟件及數據庫系統等組成。
萬全智能技術有限公司由國際知名安防制造企業Vanch SecurityGroup投資設立，負責Vanch品牌產品的生產以及在國內市場的銷售和售后服務。Vanch SecurityGroup產品范圍涵蓋RFID多頻段無線射頻識別、公共安全防范系統、移動數據采集終端等方面。VANCH品牌產品廣泛應用于交通、物流、制造業、公共及城市一卡通等行業。
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